电压检测装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010622499.1

申请日:

2010.12.24

公开号:

CN102147427A

公开日:

2011.08.10

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 19/00申请日:20101224|||公开

IPC分类号:

G01R19/00; G01R19/10; H02M7/72

主分类号:

G01R19/00

申请人:

株式会社电装; 丰田自动车株式会社

发明人:

进藤祐辅; 前原恒男; 秦启祐

地址:

日本爱知县

优先权:

2009.12.24 JP 2009-292947

专利代理机构:

北京集佳知识产权代理有限公司 11227

代理人:

康建峰;陈炜

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内容摘要

本发明公开了一种电压检测装置。根据本发明的一个实施例的电压检测电路(12)包括运算放大器(120a和121a)、电池(122)以及电压电路(123)。电压电路(123)将运算放大器(120a和121a)的反相输入端子和正相输入端子偏置至以地(GND)为基准的正向侧。

权利要求书

1: 一种电压检测装置, 包括 : 运算放大器, 所述运算放大器通过正电源端子和负电源端子被提供以第一地为基准的 电压来工作, 所述运算放大器放大两个输入端子之间的电势差并且输出所放大的电势差, 所述两个输入端子连接至以与所述第一地绝缘的第二地为基准工作的电子电路, 其中 电压电路向所述两个输入端子施加以所述第一地为基准的正电压, 所述运算放大器的所述负电源端子连接至所述第一地, 并且 向所述正电源端子提供以所述第一地为基准的正电压。
2: 根据权利要求 1 所述的电压检测装置, 设置所述电压电路的电压, 以使得即使当输入到所述运算放大器的所述输入端子的电 压改变时所述运算放大器的输入端子的电压也不变为以所述第一地为基准的负电压。
3: 根据权利要求 1 所述的电压检测装置, 所述电压电路是向控制电路提供以所述第一地为基准的正电压的电源, 所述控制电路 以所述第一地为基准工作并且控制所述电压电路。
4: 根据权利要求 1 所述的电压检测装置, 所述运算放大器按预定因子放大所述两个输入端子之间的电势差, 以及 将提供给所述运算放大器的正电源端子的、 以所述第一地为基准的正电压设置为高于 所述两个输入端子之间的电势差与提供给所述两个输入端子的、 以所述第一地为基准的正 电压之和所述预定因子。
5: 根据权利要求 1 所述的电压检测装置, 放大并输出安装在车辆中的所述电子电路的预定部分之间的电势差。

说明书


电压检测装置

    【技术领域】
     本发明涉及一种用于检测电压的电压检测装置。背景技术 通常, 已知例如日本专利特开平公报 No.2006-87198 中公开的一种电压检测装置 为用于检测电压的电压检测装置。
     该电压检测装置包括三个差分电压检测器。
     第一差分电压检测器的一个输入端子经由电阻器连接到第一总线, 且另一个输入 端子连接到地节点。
     第二差分电压检测器的一个输入端子连接到地节点, 且另一个输入端子经由电阻 器连接到负总线。
     第三差分电压检测器的一个输入端子经由电阻器连接到第二总线, 且另一个输入 端子连接到地节点。
     可以使用运算放大器将差分电压检测器配置为差分放大器电路。 在第三差分电压 检测器中, 运算放大器的一个输入端子连接到地节点且另一个输入端子连接到负总线。
     以地节点为基准, 负电压施加到运算放大器的另一个输入端子。 因此, 除非将关于 地节点的正电压提供给运算放大器的电源端子 ( 以下称为 “正电源端子” ) 且将关于地节点 的负电压提供给电源端子 ( 以下称为 “负电源端子” ), 否则不能正常地放大输入端子之间 的电势差。
     换言之, 除了提供正电压的正电源之外还需要提供负电压的负电源。 但是, 与只具 有正电源相比向运算放大器增加负电源是有问题的, 这是因为装置成本提高。
     发明内容 本发明是考虑到上述问题而提出的, 其目标在于提供一种不需要负电源来使运算 放大器工作且能够降低成本的电压检测装置。
     通过为解决该问题而进行的深入学习和大量反复试验, 本发明的发明人认识到, 通过运算放大器的两个输入端子被施加以第一地为基准的正电压, 不再需要用于使运算放 大器工作的负电源从而可以降低成本。从而完成了本发明。
     换言之, 根据第一方面的电压检测装置包括由提供有以第一地为基准的电压的正 电源端子和负电源端子操作的运算放大器, 该运算放大器放大两个输入端子之间的电势差 并且输出放大的电势差, 所述两个输入端子连接到以与第一地绝缘的第二地为基准工作的 电子电路, 其中, 电压电路向两个输入端子施加以第一地为基准的正电压。
     运算放大器的负电源端子连接到第一地, 且向正电源端子提供以第一地为基准的 正电压。
     这里, 第一地和第二地是为了区分多个地的方便而命名的。 另外, 正电源端子是向 运算放大器提供以第一地为基准的正电压的端子, 而负电源端子是向运算放大器提供以第
     一地为基准的负电压的端子。
     在该配置中, 运算放大器的两个输入端子被偏置到以第一地为基准的正向侧。因 此, 即使当输入到输入端子的电压是以第一地为基准的负电压时, 输入端子的电压也不变 成以第一地为基准的负电压。
     因此, 通过将运算放大器的负电源端子连接到第一地且向正电源端子提供以第一 地为基准的正电压, 可以正常地放大输入端子之间的电势差。
     换言之, 可以仅使用提供以第一地为基准的正电压的正电源使运算放大器工作。
     结果, 不再需要用于使运算放大器工作的负电源, 从而可以降低成本。
     在根据第二方面的电压检测装置中, 设置电压电路的电压, 以使得即使当输入到 输入端子的电压改变时运算放大器的输入端子的电压也不变成以第一地为基准的负电压。
     在根据第三方面的电压检测装置中, 电压电路是向控制电路提供以第一地为基准 的正电压的电源, 其中控制电路以第一地为基准工作且控制电压电路。
     在根据第四方面的电压检测装置中, 运算放大器以预定因子放大两个输入端子之 间的电势差。
     将以第一地为基准的、 提供给运算放大器的正电源端子的正电压设置为高于两个 输入端子之间的电势差与以第一地为基准的、 提供给两个输入端子的正电压之和所述预定 因子。 在根据第五方面的电压检测装置中, 放大并输出安装在车辆上的所述电子电路的 预定部分之间的电势差。
     附图说明
     在附图中 : 图 1 是根据第一实施例的电动发电机控制装置的电路图 ; 图 2 是图 1 中的电压检测电路的电路图 ; 图 3 是电压检测电路和运算放大器的输入电压的电压波形图 ; 以及 图 4 是根据第二实施例的电压检测电路的电路图。具体实施方式
     下文中将参照附图描述本发明的实施例。在实施例中, 给出了将本发明的电压检 测装置应用于安装在车辆上的电动发电机控制装置的示例。
     ( 第一实施例 )
     首先, 将参照图 1 描述电动发电机控制装置的配置。图 1 是根据第一实施例的电 动发电机控制装置的电路图。图 2 是图 1 中的电压检测电路的电路图。
     图 1 中所示的电动发电机 MG1 是当被提供三相交流电 (AC) 电压时作为电动机工 作且当被提供外部驱动力时作为生成三相 AC 电压的发电机工作的设备。
     电动发电机控制装置 1 由变换器电路 10( 电子电路 )、 逆变器电路 11、 电压检测电 路 12( 电压检测装置 )、 驱动电路 13 和控制电路 14 构成。
     变换器电路 10 是以地 N( 第二地 ) 为基准工作的电路。变换器电路 10 对从电池 B1 输出的直流 (DC) 电压进行升压并且将升压的 DC 电压提供给逆变器电路 11。相反, 变换器电路 10 还对从逆变器电路 11 输出的 DC 电压进行降压 ( 逐步降低 ) 并且对电池 B1 充电。变换器电路 10 由低电压侧电容器 100、 线圈 101、 绝缘栅双极型晶体 管 (IGBT)102a 和 102b、 续流二极管 103a 和 103b 以及高电压侧电容器 104 构成。
     低电压侧电容器 100 是用于平滑低电压侧的 DC 电压的部件。 低电压侧电容器 100 在升压操作中平滑从电池 B1 输出的 DC 电压, 且在降压操作中平滑对电池 B1 充电的降低的 DC 电压。
     低电压侧电容器 100 的正极端子和负极端子分别连接到电池 B1 的正极端子和负 极端子。这里, 电池 B1 的负极端子连接到用作电压参考点的地 N。
     线圈 101 是存储和释放能量的部件, 并且作为电流流经线圈 101 的结果而感生电 压。线圈 101 的一端连接到低电压侧电容器 100 的正极端子, 另一端连接到 IGBT 102a 和 102b。
     IGBT 102a 和 102b 是被接通 (ON) 和断开 (OFF) 以在线圈 101 中存储能量和从线 圈 101 中释放能量的开关元件。IGBT 102a 和 102b 串联连接。
     具体地, IGBT 102a 的发射极连接到 IGBT 102b 的集电极。串联连接的 IGBT 102a 和 102b 的串联连接点连接到线圈 101 的另一端。
     另外, IGBT 102a 的集电极连接到高电压侧电容器 104 的正极端子, 且 IGBT 102b 的发射极连接到低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的负极端子。
     此外, IGBT 102a 和 102b 的栅极分别连接到驱动电路 13。
     续流二极管 103a 和 103b 是用于放出在 IGBT102a 或者 102b 断开且存储在线圈 101 中的能量释放掉时生成的续流电流的部件。
     续流二极管 103a 和 103b 的阳极分别连接到 IGBT 102a 和 102b 的发射极, 且阴极 分别连接到 IGBT 102a 和 102b 的集电极。
     高电压侧电容器 104 是用于平滑高电压侧的 DC 电压的部件。 高电压侧电容器 104 在升压操作中平滑提供给逆变器电路 11 的升高的 DC 电压, 且在降压操作中平滑从逆变器 电路 11 输出的 DC 电压。
     高电压侧电容器 104 的正极端子连接到 IGBT 102a 的集电极, 且负极端子连接到 IGBT 102b 的发射极。
     高电压侧电容器 104 的正极端子和负极端子还分别连接到逆变器电路 11。
     逆变器电路 11 是以地 N( 第二地 ) 为基准工作的电路。当电动发电机 MG1 作为电 动机工作时, 逆变器电路 11 将从变换器电路 10 输出的高 DC 电压变换为三相 AC 电压且将 该三相 AC 电压提供给电动发电机 MG1。
     相反, 当电动发电机 MG1 作为发电机工作时, 逆变器电路 11 将电动发电机 MG1 生 成的三相 AC 电压变换为 DC 电压并将该 DC 电压提供给变换器电路 10 的装置。逆变器电路 11 由 IGBT 110a 至 110f 以及续流二极管 111a 至 111f 构成。
     IGBT 110a 至 110f 是接通 (ON) 和断开 (OFF) 以将 DC 电压变换成三相 AC 电压的 开关元件。IGBT 110a 和 110d、 IGBT 110b 和 110e 以及 IGBT 110c 和 110f 分别串联连接。
     具体地, IGBT110a 至 110c 的发射极分别连接到 IGBT 110d 至 110f 的集电极。三 对串联连接的 IGBT, 即 IGBT 110a 和 110d、 IGBT 110b 和 110e 以及 IGBT 110c 和 110f 并 联连接。IGBT 110a 至 110c 的集电极分别连接到高电压侧电容器 104 的正极端子, 且 IGBT 110d 至 110f 的发射极分别连接到高电压侧电容器 104 的负极端子。
     IGBT 110a 至 110f 的栅极分别连接到驱动电路 13。 串联连接的 IGBT110a 和 110d、 IGBT 110b 和 IGBT 110e 以及 IGBT 110c 和 110f 的串联连接点分别连接至电动发电机 MG1。
     续流二极管 111a 至 111f 是用于放出当它们各自的 IGBT 为 OFF 且存储在电动发 电机 MG1 的线圈 101 中的能量释放掉时生成的续流电流的部件。
     另外, 续流二极管 111a 至 111f 是用于将电动发电机 MG1 生成的三相 AC 电压变换 为 DC 电压的部件。
     续流二极管 111a 至 111f 的阳极分别连接到 IGBT 110a 至 110f 的发射极, 且阴极 分别连接到 IGBT 110a 至 110f 的集电极。
     如图 2 中所示, 电压检测电路 12 是检测变换器电路 10 的预定部分的电压的电路。
     具体地, 电压检测电路 12 是以与地 N 绝缘的地 GND( 第一地 ) 为基准工作的电路, 且检测变换器电路 10 的低电压侧和高电压侧的电压。
     更具体地, 电压检测电路 12 放大低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的端 子之间的电压并且输出放大的电压。 电压检测电路 12 包括低电压侧电压检测电路 120、 高电压侧电压检测电路 121、 电 池 122 和电压电路 123。
     低电压侧电压检测电路 120 是检测变换器电路 10 的低电压侧的电压的电路。
     具体地, 低电压侧电压检测电路 120 检测低电压侧电容器 100 的端子之间的电压。
     低电压侧电压检测电路 120 包括运算放大器 120a 和电阻器 120b 至 120g。
     运算放大器 120a 是通过在电源端子 ( 以下称为 “正电源端子” )V+ 和电源端子 ( 以 下称为 “负电源端子” )V- 之间提供以地 GND 为基准的电压来工作的部件。
     运算放大器 120a 放大反相输入端子和正相输入端子两个输入端子之间的电势 差, 并且输出放大的电势差。
     具体地, 运算放大器 120a 是放大经由电阻器 120b 和 120c 以及电阻器 121b 和 121c 连接到变换器电路 10 的反相输入端子和正相输入端子之间的电势差、 并且输出放大的电 势差的部件。
     电阻器 120b 和 120c 是用于分割低电压侧电容器 100 的正极端子的电压的部件并 且串联连接。
     电阻器 120b 的一端连接到低电压侧电容器 100 的正极端子。电阻器 120c 的一端 连接到电压电路 123。
     电阻器 120b 和 120c 之间的串联连接点连接到运算放大器 120a 的反相输入端子。
     电阻器 120d 和 120e 是用于分割低电压侧电容器 100 的负极端子的电压的部件并 且串联连接。
     电阻器 120d 的一端连接到低电压侧电容器 100 的负极端子。电阻器 120e 的一端 连接到电压电路 123。
     电阻器 120d 和 120e 之间的串联连接点连接到运算放大器 120a 的正相输入端子。
     电阻器 120f 和 120g 是用于确定运算放大器 120a 的放大增益的部件。 电阻器 120f 的一端连接到电压电路 123, 且另一端连接到运算放大器 120a 的正相输入端子。
     电阻器 120g 的一端连接到运算放大器 120a 的反相输入端子, 且另一端连接到运 算放大器 120a 的输出端子。
     运算放大器 120a 的输出端子连接到控制电路 14。负电源端子 V- 连接到地 GND。
     具体地, 负电源端子 V- 连接到车体。另外, 正电源端子 V+ 连接到电池 122。
     高电压侧电压检测电路 121 是检测变换电路 10 的高电压侧的电压的电路。
     具体地, 高电压侧电压检测电路 121 放大高电压侧电容器 104 的端子之间的电压 且输出放大的电压。
     高电压侧电压检测电路 121 包括运算放大器 121a 和电阻器 121b 至 121g。高电压 侧电压检测电路 121 具有与低电压侧电压检测电路 120 相同的配置。
     电池 122 是提供以地 GND 为基准的正电压以用于使运算放大器 120a 和 121a 工作 的电源。
     电池 122 输出 12V 的 DC 电压。电池 122 的负极端子连接到地 GND。
     具体地, 负极端子连接到车体。换言之, 负极端子经由地 GND 连接到运算放大器 120a 和 121a 的负电源端子 V-。
     电池 122 的正极端子连接到运算放大器 120a 和 121a 的正电源端子 V+。结果, 以 地 GND 为基准的 12V 的正电压提供给运算放大器 120a 和 121a 的正极端子。 电压电路 123 是将以地 GND 为基准的正电压施加到运算放大器 120a 和 121a 的反 相输入端子和正相输入端子的电路。
     电压电路 123 将电池 122 的电压变换为 2.5V 的较低的 DC 电压并且输出该 2.5V DC 电压。
     电压电路 123 的两个输入端子分别连接到电池 122 的正极端子和负极端子。 另外, 负极端子连接到地 GND。
     具体地, 负极端子连接到车体。另外, 正极端子连接到各个电阻器 120c、 120e、 120f、 121c、 121e 和 121f 的一端。
     结果, 以地 GND 为基准的 2.5V 的正电压经由电阻器 120c、 120e、 120f、 121c、 121e 和 121f 施加到运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子。
     这里, 设置分割低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的端电压的电阻器 120b 至 120e 以及 121b 至 121e 的电阻值、 以及电压电路 123 的电压, 以使得即使当输入到 运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子的电压改变时反相输入端子和正 相输入端子的电压也不变为以地 GND 为基准的负电压。
     另外, 设置电池 122 的电压、 电阻器 120f、 120g、 121f 和 121g 的电阻值以及电压电 路 123 的电压, 以使得电池 122 的电压高于运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正 相输入端子之间的各个电势差乘以放大增益 ( 预定因子 ) 与电压电路 123 的电压之和。
     驱动电路 13 是以地 N 为基准工作的电路, 并且基于来自控制电路 14 的驱动信号 驱动 IGBT 102a、 102b、 以及 110a 至 110f。
     驱动电路 13 连接至各个 IGBT 102a、 102b、 以及 110a 至 110f 的栅极。驱动电路 13 还连接至控制电路 14。
     控制电路 14 是以地 GND 为基准工作的电路。当电动发电机 MG1 作为电动机工作 时, 控制电路 14 接通 (ON) 和断开 (OFF)IGBT 102b 以使得变换器电路 10 基于来自电压检
     测电路 12 的检测结果执行升压操作, 并且接通 (ON) 和断开 (OFF)IGBT 110a 至 110f 以使 得逆变器电路 11 将 DC 电压变换为三相 AC 电压。
     相反, 当电动发电机 MG1 作为发电机工作时, 控制电路 14 接通 (ON) 和断开 (OFF) IGBT 102a, 以使得变换器电路 10 基于来自电压检测电路 12 的检测结果执行降压操作。
     控制电路 14 连接到电压检测电路 12。另外, 控制电路 14 经由其中设置的光耦合 器 ( 未示出 ) 连接到驱动电路 13。
     接下来, 将参照图 1 描述电动发电机控制装置的操作。
     在图 1 中, 当电动发电机 MG1 作为电动机工作时, 控制电路 14 基于来自电压检测 电路 12 的检测结果接通 (ON)IGBT 102b 并且将来自电池 1 的能量存储在线圈 101 中。
     然后控制电路 14 断开 (OFF)IGBT 102b 且释放掉存储在线圈 101 中的能量。 此时, 连接到 IGBT 102a 和 102b 的线圈 101 的另一端具有比连接到低电压侧电容器 100 的一端 高的电势。
     换言之, 线圈 101 的另一端的电压高于电池 B1 的电压。因为 IGBT102a 和 102b 两 者均断开 (OFF), 所以伴随从线圈 101 释放能量的电流经由续流二极管 103a 流到高电压侧 电容器 104, 且高电压侧电容器 104 充电。 随后, 重复执行类似的操作, 高电压侧电容器 104 的电压保持在预定电压处。
     另外, 控制电路 14 基于来自电压检测电路 12 的检测结果以预定定时接通 (ON) 和 断开 (OFF)IGBT 110a 至 110f, 将高电压侧电容器 104 中充电的 DC 电压变换为三相 AC 电 压, 且将该三相 AC 电压提供给电动发电机 MG1。
     当三相 AC 电压从逆变器电路 11 提供时, 电动发电机 MG1 作为电动机工作且产生 力矩。
     另一方面, 当电动发电机 MG1 作为发电机工作时, 逆变器电路 11 通过由续流二极 管 110a 至 110f 构成的整流电路将电动发电机 MG1 生成的三相 AC 电压变换为 DC 电压。
     然后高电压侧电容器 104 由变换的 DC 电压充电。
     控制电路 14 基于来自电压检测电路 12 的检测结果接通 (ON)IGBT102a, 并且将来 自高电压侧电容器 104 的能量存储在线圈 101 中。
     然后控制电路 14 断开 (OFF)IGBT 102a 并释放线圈 101 中存储的能量。此时, 连 接到低电压侧电容器 102 的线圈 101 的一端具有比连接到 IGBT 102a 和 102b 的另一端高 的电势。
     换言之, 线圈 101 的一端的电压低于高电压侧电容器 104 的电压。 因为 IGBT 102a 和 102b 两者均断开 (OFF), 因此伴随从线圈 101 的能量的释放的电流经由续流二极管 103b 流到电池 B1, 且电池 B1 充电。
     随后, 重复执行类似的操作, 电池 B1 的电压保持在预定电压处。
     接下来, 将参照图 1 至图 3 描述电压检测电路的操作。这里, 图 3 是电压检测电路 和运算放大器的输入电压的电压波形图。
     当图 1 中示出的 IGBT 102a 和 102b 在 ON 和 OFF 之间切换时, 低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的正极端子和负极端子以地 GND 为基准的电压周期性地改变。
     如图 3 中所示, 高电压侧电容器 104 的正极端子的电压变为以地 GND 为基准的正 电压。
     低电压侧电容器 100 的正极端子的电压在以地 GND 为基准的正和负之间周期性地 改变。低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的负极端子的电压变为以地 GND 为基准 的负电压。
     如图 2 中所示, 电压由电阻器 120b 至 120e 以及 121b 至 121e 分割, 且输入到运算 放大器 120a 和 121a。
     每个电阻器 120c、 120e、 121c 和 121e 的一端连接至电压电路 123, 并向其施加以 地 GND 为基准的正电压。这里, 设置电阻器 120b 至 120e 和 121b 至 121e 的电阻值、 电压电 路 123 的电压, 以使得即使当输入到运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入 端子的电压改变、 或者换言之低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的正极端子和负 极端子的电压改变时, 反相输入端子和正相输入端子的电压也不变成以地 GND 为基准的负 电压。
     因此, 如图 3 中所示, 运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子的 电压变为以地 GND 为基准的正电压。
     从而, 如图 2 中所示, 作为运算放大器 120a 和 121a 的负电源端子 V- 连接到地 GND 而向正电源端子 V+ 提供以地 GND 为基准的正电压的结果, 可以正常地放大输入端子之间的 电势差。
     接下来, 将描述以上的效果。根据第一实施例, 运算放大器 120a 和 121a 的反相输 入端子和正相输入端子偏置到以地 GND 为基准的正向侧。
     因此, 即使当输入到输入端子的电压是以地 GND 为基准的负电压, 输入端子的电 压也不变成以地 GND 为基准的负电压。
     因此, 作为运算放大器 120a 和 121a 的负电源端子 V- 连接到地 GND 而向正电源端 子 V+ 提供以地 GND 为基准的正电压的结果, 可以正常地放大输入端子之间的电势差。
     换言之, 可以仅使用提供以地 GND 为基准的正电压的电池 122 使运算放大器 120a 和 121a 工作。可以仅使用正电源使运算放大器 120a 和 121a 工作。
     结果, 在放大安装在车辆上的变换器电路 10 的低电压侧电容器 100 和高电压侧电 容器 104 的端子之间的电压并输出放大的电压的电压检测装置中, 不再需要用于使运算放 大器 120a 和 121a 工作的负电源, 从而可以降低成本。
     另外, 根据第一实施例, 设置分割低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的端 电压的电阻器 120b 至 120e 以及 121b 至 121e 的电阻值、 以及电压电路 123 的电压, 以使得 即使当输入到运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子的电压改变时, 反 相输入端子和正相输入端子的电压也不变为以地 GND 为基准的负电压。
     因此, 可以确定无疑地仅使用正电源使运算放大器 120a 和 121a 工作。
     另外, 根据第一实施例, 设置电池 122 的电压、 电阻器 120f、 120g、 121f 和 121g 的 电阻值、 以及电压电路 123 的电压, 以使得电池 122 的电压高于如下电压 : 该电压是运算放 大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子之间的各个电势差乘以放大增益与电压 电路 123 的电压之和。
     因此, 运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子之间的各个电势 差可以按照放大增益确定无疑地放大并不饱和输出。
     根据第一实施例, 给出了如下示例 : 其中单独设置电压电路 123 作为向运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子施加以地 GND 为基准的正电压的电路。
     但是, 这不限于此。如果在电动发电机控制装置 1 中存在输出适当电压的电路, 则 可以使用该电路来施加以地 GND 为基准的正电压。结果, 可以简化配置。
     ( 第二实施例 )
     接下来, 将描述电动发电机控制装置的第二实施例。根据第二实施例的电动发电 机控制装置是其中被提供以使构成电压检测电路的运算放大器工作的电压和施加到运算 放大器的反相输入端子和正相输入端子的电压的值改变的根据第一实施例的电动发电机 控制装置。
     将参照图 4 描述电压检测电路的配置。
     这里, 图 4 是根据第二实施例的电压检测电路的电路图。这里, 将描述作为与根据 第一实施例的电动发电机控制装置中不同的部分的电压检测电路。 除了那些需要描述的部 分以外, 将省略共同部分的描述。
     如图 4 中所示, 电压检测电路 22 包括低电压侧电压检测电路 220、 高电压侧电压检 测电路 221、 电源电路 222 和电源电路 223( 电压电路和电源 )。
     低电压侧电压检测电路 220 包括运算放大器 220a 和电阻器 220b 至 220g。高电压 侧电压检测电路 221 包括运算放大器 221a 和电阻器 221b 至 221g。 低电压侧电压检测电路 220 和高电压侧电压检测电路 221 具有与根据第一实施例 的低电压侧电压检测电路 120 和高电压侧电压检测电路 121 相同的配置。
     电源电路 222 是提供以地 GND 为基准的正电压以使设置在电动发电机中的、 检测 旋转角度的分解器工作的电路。
     电源电路 222 还提供以地 GND 为基准的正电压以使运算放大器 220a 和 221a 工作。 电源电路 222 输出 26V 的 DC 电压, 并且包括电池 222a 和升压电路 222b。
     电池 222a 是输出 12V 的 DC 电压的电源。电池 222a 的正极端子和负极端子连接 至升压电路 222b。
     另外, 负极端子连接至地 GND。具体地, 负极端子连接至车体。
     升压电路 222b 是将电池 222a 的输出电压升压至 26V 的 DC 电压并且输出该 26V DC 电压的电路。
     升压电路 222b 的两个输入端子分别连接至电池 222a 的正极端子和负极端子。
     另外, 负极端子连接至地 GND。
     具体地, 负极端子连接至车体。换言之, 负极端子经由地 GND 连接至运算放大器 220a 和 221a 的负电源端子 V-。
     另外, 正极端子连接至运算放大器 220a 和 221a 的正电源端子 V+。
     结果, 以地 GND 为基准的 26V 的正电压提供给运算放大器 220a 和 221a 的正极端 子。
     电源电路 223 是提供以地 GND 为基准的正电压以用于使控制电路工作的电路。
     电源电路 223 还向运算放大器 220a 和 221a 的反相输入端子和正相输入端子施加 以地 GND 为基准的正电压。
     电源电路 223 将电源电路 222 的电压变换至 5V 的较低的 DC 电压, 并且输出该 5V DC 电压。电源电路 223 的两个输入端子分别连接至电源电路 222 的正极端子和负极端子。
     另外, 负极端子连接至地 GND。具体地, 负极端子连接至车体。
     另外, 正极端子连接至各个电阻器 220c、 220e、 220f、 221c、 221e 和 221f 的一端。 结 果, 以地 GND 为基准的 5V 的正电压经由电阻器 220c、 220e、 220f、 221c、 221e 和 221f 施加到 运算放大器 220a 和 221a 的反相输入端子和正相输入端子。
     这里, 设置分割低电压侧电容器和高电压侧电容器的端电压的电阻器 220b 至 220e 以及 221b 至 221e 的电阻值、 以及电源电路 223 的电压, 以使得即使当输入到运算放大 器 220a 和 221a 的反相输入端子和正相输入端子的电压改变时反相输入端子和正相输入端 子的电压也不变成以地 GND 为基准的负电压。
     操作与根据第一实施例的电压检测电路 12 的操作相同。因此, 将省略其描述。
     接下来, 将描述以上的效果。 根据第二实施例, 提供电压以使控制电路工作的电源 电路 223 用作向运算放大器 220a 和 221a 的反相输入端子和正相输入端子施加以地 GND 为 基准的正电压的电路。
     另外, 提供电压以使分解器工作的电源电路 222 用作提供以地 GND 为基准的正电 压以使运算放大器 220a 和 221a 工作的电路。因此, 可以简化配置, 从而进一步降低成本。
     根据第一和第二实施例, 给出了其中电压检测电路具有两个运算放大器的示例。 但是, 电压检测电路不限于此。 电压检测电路可以具有一个运算放大器、 或者三个或更多个 运算放大器。

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1、(10)申请公布号 CN 102147427 A (43)申请公布日 2011.08.10 CN 102147427 A *CN102147427A* (21)申请号 201010622499.1 (22)申请日 2010.12.24 2009-292947 2009.12.24 JP G01R 19/00(2006.01) G01R 19/10(2006.01) H02M 7/72(2006.01) (71)申请人 株式会社电装 地址 日本爱知县 申请人 丰田自动车株式会社 (72)发明人 进藤祐辅 前原恒男 秦启祐 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 。

2、康建峰 陈炜 (54) 发明名称 电压检测装置 (57) 摘要 本发明公开了一种电压检测装置。根据本发 明的一个实施例的电压检测电路 (12) 包括运算 放大器 (120a 和 121a)、 电池 (122) 以及电压电路 (123)。电压电路 (123) 将运算放大器 (120a 和 121a) 的反相输入端子和正相输入端子偏置至以 地 (GND) 为基准的正向侧。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 4 页 CN 102147429 A1/1 页 2 1. 一种电压检测装置, 包括。

3、 : 运算放大器, 所述运算放大器通过正电源端子和负电源端子被提供以第一地为基准的 电压来工作, 所述运算放大器放大两个输入端子之间的电势差并且输出所放大的电势差, 所述两个输入端子连接至以与所述第一地绝缘的第二地为基准工作的电子电路, 其中 电压电路向所述两个输入端子施加以所述第一地为基准的正电压, 所述运算放大器的所述负电源端子连接至所述第一地, 并且 向所述正电源端子提供以所述第一地为基准的正电压。 2. 根据权利要求 1 所述的电压检测装置, 设置所述电压电路的电压, 以使得即使当输入到所述运算放大器的所述输入端子的电 压改变时所述运算放大器的输入端子的电压也不变为以所述第一地为基准的。

4、负电压。 3. 根据权利要求 1 所述的电压检测装置, 所述电压电路是向控制电路提供以所述第一地为基准的正电压的电源, 所述控制电路 以所述第一地为基准工作并且控制所述电压电路。 4. 根据权利要求 1 所述的电压检测装置, 所述运算放大器按预定因子放大所述两个输入端子之间的电势差, 以及 将提供给所述运算放大器的正电源端子的、 以所述第一地为基准的正电压设置为高于 所述两个输入端子之间的电势差与提供给所述两个输入端子的、 以所述第一地为基准的正 电压之和所述预定因子。 5. 根据权利要求 1 所述的电压检测装置, 放大并输出安装在车辆中的所述电子电路的预定部分之间的电势差。 权 利 要 求 。

5、书 CN 102147427 A CN 102147429 A1/9 页 3 电压检测装置 技术领域 0001 本发明涉及一种用于检测电压的电压检测装置。 背景技术 0002 通常, 已知例如日本专利特开平公报 No.2006-87198 中公开的一种电压检测装置 为用于检测电压的电压检测装置。 0003 该电压检测装置包括三个差分电压检测器。 0004 第一差分电压检测器的一个输入端子经由电阻器连接到第一总线, 且另一个输入 端子连接到地节点。 0005 第二差分电压检测器的一个输入端子连接到地节点, 且另一个输入端子经由电阻 器连接到负总线。 0006 第三差分电压检测器的一个输入端子经由。

6、电阻器连接到第二总线, 且另一个输入 端子连接到地节点。 0007 可以使用运算放大器将差分电压检测器配置为差分放大器电路。 在第三差分电压 检测器中, 运算放大器的一个输入端子连接到地节点且另一个输入端子连接到负总线。 0008 以地节点为基准, 负电压施加到运算放大器的另一个输入端子。 因此, 除非将关于 地节点的正电压提供给运算放大器的电源端子 ( 以下称为 “正电源端子” ) 且将关于地节点 的负电压提供给电源端子 ( 以下称为 “负电源端子” ), 否则不能正常地放大输入端子之间 的电势差。 0009 换言之, 除了提供正电压的正电源之外还需要提供负电压的负电源。 但是, 与只具 有。

7、正电源相比向运算放大器增加负电源是有问题的, 这是因为装置成本提高。 发明内容 0010 本发明是考虑到上述问题而提出的, 其目标在于提供一种不需要负电源来使运算 放大器工作且能够降低成本的电压检测装置。 0011 通过为解决该问题而进行的深入学习和大量反复试验, 本发明的发明人认识到, 通过运算放大器的两个输入端子被施加以第一地为基准的正电压, 不再需要用于使运算放 大器工作的负电源从而可以降低成本。从而完成了本发明。 0012 换言之, 根据第一方面的电压检测装置包括由提供有以第一地为基准的电压的正 电源端子和负电源端子操作的运算放大器, 该运算放大器放大两个输入端子之间的电势差 并且输出。

8、放大的电势差, 所述两个输入端子连接到以与第一地绝缘的第二地为基准工作的 电子电路, 其中, 电压电路向两个输入端子施加以第一地为基准的正电压。 0013 运算放大器的负电源端子连接到第一地, 且向正电源端子提供以第一地为基准的 正电压。 0014 这里, 第一地和第二地是为了区分多个地的方便而命名的。 另外, 正电源端子是向 运算放大器提供以第一地为基准的正电压的端子, 而负电源端子是向运算放大器提供以第 说 明 书 CN 102147427 A CN 102147429 A2/9 页 4 一地为基准的负电压的端子。 0015 在该配置中, 运算放大器的两个输入端子被偏置到以第一地为基准的正。

9、向侧。因 此, 即使当输入到输入端子的电压是以第一地为基准的负电压时, 输入端子的电压也不变 成以第一地为基准的负电压。 0016 因此, 通过将运算放大器的负电源端子连接到第一地且向正电源端子提供以第一 地为基准的正电压, 可以正常地放大输入端子之间的电势差。 0017 换言之, 可以仅使用提供以第一地为基准的正电压的正电源使运算放大器工作。 0018 结果, 不再需要用于使运算放大器工作的负电源, 从而可以降低成本。 0019 在根据第二方面的电压检测装置中, 设置电压电路的电压, 以使得即使当输入到 输入端子的电压改变时运算放大器的输入端子的电压也不变成以第一地为基准的负电压。 0020。

10、 在根据第三方面的电压检测装置中, 电压电路是向控制电路提供以第一地为基准 的正电压的电源, 其中控制电路以第一地为基准工作且控制电压电路。 0021 在根据第四方面的电压检测装置中, 运算放大器以预定因子放大两个输入端子之 间的电势差。 0022 将以第一地为基准的、 提供给运算放大器的正电源端子的正电压设置为高于两个 输入端子之间的电势差与以第一地为基准的、 提供给两个输入端子的正电压之和所述预定 因子。 0023 在根据第五方面的电压检测装置中, 放大并输出安装在车辆上的所述电子电路的 预定部分之间的电势差。 附图说明 0024 在附图中 : 0025 图 1 是根据第一实施例的电动发电。

11、机控制装置的电路图 ; 0026 图 2 是图 1 中的电压检测电路的电路图 ; 0027 图 3 是电压检测电路和运算放大器的输入电压的电压波形图 ; 以及 0028 图 4 是根据第二实施例的电压检测电路的电路图。 具体实施方式 0029 下文中将参照附图描述本发明的实施例。在实施例中, 给出了将本发明的电压检 测装置应用于安装在车辆上的电动发电机控制装置的示例。 0030 ( 第一实施例 ) 0031 首先, 将参照图 1 描述电动发电机控制装置的配置。图 1 是根据第一实施例的电 动发电机控制装置的电路图。图 2 是图 1 中的电压检测电路的电路图。 0032 图 1 中所示的电动发电。

12、机 MG1 是当被提供三相交流电 (AC) 电压时作为电动机工 作且当被提供外部驱动力时作为生成三相 AC 电压的发电机工作的设备。 0033 电动发电机控制装置 1 由变换器电路 10( 电子电路 )、 逆变器电路 11、 电压检测电 路 12( 电压检测装置 )、 驱动电路 13 和控制电路 14 构成。 0034 变换器电路 10 是以地 N( 第二地 ) 为基准工作的电路。变换器电路 10 对从电池 B1 输出的直流 (DC) 电压进行升压并且将升压的 DC 电压提供给逆变器电路 11。 说 明 书 CN 102147427 A CN 102147429 A3/9 页 5 0035 相。

13、反, 变换器电路 10 还对从逆变器电路 11 输出的 DC 电压进行降压 ( 逐步降低 ) 并且对电池 B1 充电。变换器电路 10 由低电压侧电容器 100、 线圈 101、 绝缘栅双极型晶体 管 (IGBT)102a 和 102b、 续流二极管 103a 和 103b 以及高电压侧电容器 104 构成。 0036 低电压侧电容器100是用于平滑低电压侧的DC电压的部件。 低电压侧电容器100 在升压操作中平滑从电池 B1 输出的 DC 电压, 且在降压操作中平滑对电池 B1 充电的降低的 DC 电压。 0037 低电压侧电容器 100 的正极端子和负极端子分别连接到电池 B1 的正极端子。

14、和负 极端子。这里, 电池 B1 的负极端子连接到用作电压参考点的地 N。 0038 线圈 101 是存储和释放能量的部件, 并且作为电流流经线圈 101 的结果而感生电 压。线圈 101 的一端连接到低电压侧电容器 100 的正极端子, 另一端连接到 IGBT 102a 和 102b。 0039 IGBT 102a 和 102b 是被接通 (ON) 和断开 (OFF) 以在线圈 101 中存储能量和从线 圈 101 中释放能量的开关元件。IGBT 102a 和 102b 串联连接。 0040 具体地, IGBT 102a 的发射极连接到 IGBT 102b 的集电极。串联连接的 IGBT 1。

15、02a 和 102b 的串联连接点连接到线圈 101 的另一端。 0041 另外, IGBT 102a 的集电极连接到高电压侧电容器 104 的正极端子, 且 IGBT 102b 的发射极连接到低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的负极端子。 0042 此外, IGBT 102a 和 102b 的栅极分别连接到驱动电路 13。 0043 续流二极管 103a 和 103b 是用于放出在 IGBT102a 或者 102b 断开且存储在线圈 101 中的能量释放掉时生成的续流电流的部件。 0044 续流二极管 103a 和 103b 的阳极分别连接到 IGBT 102a 和 102b。

16、 的发射极, 且阴极 分别连接到 IGBT 102a 和 102b 的集电极。 0045 高电压侧电容器104是用于平滑高电压侧的DC电压的部件。 高电压侧电容器104 在升压操作中平滑提供给逆变器电路 11 的升高的 DC 电压, 且在降压操作中平滑从逆变器 电路 11 输出的 DC 电压。 0046 高电压侧电容器 104 的正极端子连接到 IGBT 102a 的集电极, 且负极端子连接到 IGBT 102b 的发射极。 0047 高电压侧电容器 104 的正极端子和负极端子还分别连接到逆变器电路 11。 0048 逆变器电路 11 是以地 N( 第二地 ) 为基准工作的电路。当电动发电机。

17、 MG1 作为电 动机工作时, 逆变器电路 11 将从变换器电路 10 输出的高 DC 电压变换为三相 AC 电压且将 该三相 AC 电压提供给电动发电机 MG1。 0049 相反, 当电动发电机 MG1 作为发电机工作时, 逆变器电路 11 将电动发电机 MG1 生 成的三相 AC 电压变换为 DC 电压并将该 DC 电压提供给变换器电路 10 的装置。逆变器电路 11 由 IGBT 110a 至 110f 以及续流二极管 111a 至 111f 构成。 0050 IGBT 110a 至 110f 是接通 (ON) 和断开 (OFF) 以将 DC 电压变换成三相 AC 电压的 开关元件。IG。

18、BT 110a 和 110d、 IGBT 110b 和 110e 以及 IGBT 110c 和 110f 分别串联连接。 0051 具体地, IGBT110a 至 110c 的发射极分别连接到 IGBT 110d 至 110f 的集电极。三 对串联连接的 IGBT, 即 IGBT 110a 和 110d、 IGBT 110b 和 110e 以及 IGBT 110c 和 110f 并 联连接。 说 明 书 CN 102147427 A CN 102147429 A4/9 页 6 0052 IGBT 110a 至 110c 的集电极分别连接到高电压侧电容器 104 的正极端子, 且 IGBT 11。

19、0d 至 110f 的发射极分别连接到高电压侧电容器 104 的负极端子。 0053 IGBT 110a至110f的栅极分别连接到驱动电路13。 串联连接的IGBT110a和110d、 IGBT 110b和IGBT 110e以及IGBT 110c和110f的串联连接点分别连接至电动发电机MG1。 0054 续流二极管 111a 至 111f 是用于放出当它们各自的 IGBT 为 OFF 且存储在电动发 电机 MG1 的线圈 101 中的能量释放掉时生成的续流电流的部件。 0055 另外, 续流二极管 111a 至 111f 是用于将电动发电机 MG1 生成的三相 AC 电压变换 为 DC 电压。

20、的部件。 0056 续流二极管 111a 至 111f 的阳极分别连接到 IGBT 110a 至 110f 的发射极, 且阴极 分别连接到 IGBT 110a 至 110f 的集电极。 0057 如图 2 中所示, 电压检测电路 12 是检测变换器电路 10 的预定部分的电压的电路。 0058 具体地, 电压检测电路 12 是以与地 N 绝缘的地 GND( 第一地 ) 为基准工作的电路, 且检测变换器电路 10 的低电压侧和高电压侧的电压。 0059 更具体地, 电压检测电路 12 放大低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的端 子之间的电压并且输出放大的电压。 0060 电压检测。

21、电路12包括低电压侧电压检测电路120、 高电压侧电压检测电路121、 电 池 122 和电压电路 123。 0061 低电压侧电压检测电路 120 是检测变换器电路 10 的低电压侧的电压的电路。 0062 具体地, 低电压侧电压检测电路120检测低电压侧电容器100的端子之间的电压。 0063 低电压侧电压检测电路 120 包括运算放大器 120a 和电阻器 120b 至 120g。 0064 运算放大器120a是通过在电源端子(以下称为 “正电源端子” )V+和电源端子(以 下称为 “负电源端子” )V- 之间提供以地 GND 为基准的电压来工作的部件。 0065 运算放大器 120a 。

22、放大反相输入端子和正相输入端子两个输入端子之间的电势 差, 并且输出放大的电势差。 0066 具体地, 运算放大器120a是放大经由电阻器120b和120c以及电阻器121b和121c 连接到变换器电路 10 的反相输入端子和正相输入端子之间的电势差、 并且输出放大的电 势差的部件。 0067 电阻器 120b 和 120c 是用于分割低电压侧电容器 100 的正极端子的电压的部件并 且串联连接。 0068 电阻器 120b 的一端连接到低电压侧电容器 100 的正极端子。电阻器 120c 的一端 连接到电压电路 123。 0069 电阻器 120b 和 120c 之间的串联连接点连接到运算放。

23、大器 120a 的反相输入端子。 0070 电阻器 120d 和 120e 是用于分割低电压侧电容器 100 的负极端子的电压的部件并 且串联连接。 0071 电阻器 120d 的一端连接到低电压侧电容器 100 的负极端子。电阻器 120e 的一端 连接到电压电路 123。 0072 电阻器 120d 和 120e 之间的串联连接点连接到运算放大器 120a 的正相输入端子。 0073 电阻器120f和120g是用于确定运算放大器120a的放大增益的部件。 电阻器120f 的一端连接到电压电路 123, 且另一端连接到运算放大器 120a 的正相输入端子。 说 明 书 CN 10214742。

24、7 A CN 102147429 A5/9 页 7 0074 电阻器 120g 的一端连接到运算放大器 120a 的反相输入端子, 且另一端连接到运 算放大器 120a 的输出端子。 0075 运算放大器 120a 的输出端子连接到控制电路 14。负电源端子 V- 连接到地 GND。 0076 具体地, 负电源端子 V- 连接到车体。另外, 正电源端子 V+ 连接到电池 122。 0077 高电压侧电压检测电路 121 是检测变换电路 10 的高电压侧的电压的电路。 0078 具体地, 高电压侧电压检测电路 121 放大高电压侧电容器 104 的端子之间的电压 且输出放大的电压。 0079 高。

25、电压侧电压检测电路 121 包括运算放大器 121a 和电阻器 121b 至 121g。高电压 侧电压检测电路 121 具有与低电压侧电压检测电路 120 相同的配置。 0080 电池 122 是提供以地 GND 为基准的正电压以用于使运算放大器 120a 和 121a 工作 的电源。 0081 电池 122 输出 12V 的 DC 电压。电池 122 的负极端子连接到地 GND。 0082 具体地, 负极端子连接到车体。换言之, 负极端子经由地 GND 连接到运算放大器 120a 和 121a 的负电源端子 V-。 0083 电池 122 的正极端子连接到运算放大器 120a 和 121a 。

26、的正电源端子 V+。结果, 以 地 GND 为基准的 12V 的正电压提供给运算放大器 120a 和 121a 的正极端子。 0084 电压电路 123 是将以地 GND 为基准的正电压施加到运算放大器 120a 和 121a 的反 相输入端子和正相输入端子的电路。 0085 电压电路 123 将电池 122 的电压变换为 2.5V 的较低的 DC 电压并且输出该 2.5V DC 电压。 0086 电压电路123的两个输入端子分别连接到电池122的正极端子和负极端子。 另外, 负极端子连接到地 GND。 0087 具体地, 负极端子连接到车体。另外, 正极端子连接到各个电阻器 120c、 12。

27、0e、 120f、 121c、 121e 和 121f 的一端。 0088 结果, 以地 GND 为基准的 2.5V 的正电压经由电阻器 120c、 120e、 120f、 121c、 121e 和 121f 施加到运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子。 0089 这里, 设置分割低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的端电压的电阻器 120b 至 120e 以及 121b 至 121e 的电阻值、 以及电压电路 123 的电压, 以使得即使当输入到 运算放大器120a和121a的反相输入端子和正相输入端子的电压改变时反相输入端子和正 相输入端子的电压也。

28、不变为以地 GND 为基准的负电压。 0090 另外, 设置电池 122 的电压、 电阻器 120f、 120g、 121f 和 121g 的电阻值以及电压电 路 123 的电压, 以使得电池 122 的电压高于运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正 相输入端子之间的各个电势差乘以放大增益 ( 预定因子 ) 与电压电路 123 的电压之和。 0091 驱动电路 13 是以地 N 为基准工作的电路, 并且基于来自控制电路 14 的驱动信号 驱动 IGBT 102a、 102b、 以及 110a 至 110f。 0092 驱动电路 13 连接至各个 IGBT 102a、 102b、。

29、 以及 110a 至 110f 的栅极。驱动电路 13 还连接至控制电路 14。 0093 控制电路 14 是以地 GND 为基准工作的电路。当电动发电机 MG1 作为电动机工作 时, 控制电路 14 接通 (ON) 和断开 (OFF)IGBT 102b 以使得变换器电路 10 基于来自电压检 说 明 书 CN 102147427 A CN 102147429 A6/9 页 8 测电路 12 的检测结果执行升压操作, 并且接通 (ON) 和断开 (OFF)IGBT 110a 至 110f 以使 得逆变器电路 11 将 DC 电压变换为三相 AC 电压。 0094 相反, 当电动发电机 MG1 。

30、作为发电机工作时, 控制电路 14 接通 (ON) 和断开 (OFF) IGBT 102a, 以使得变换器电路 10 基于来自电压检测电路 12 的检测结果执行降压操作。 0095 控制电路 14 连接到电压检测电路 12。另外, 控制电路 14 经由其中设置的光耦合 器 ( 未示出 ) 连接到驱动电路 13。 0096 接下来, 将参照图 1 描述电动发电机控制装置的操作。 0097 在图 1 中, 当电动发电机 MG1 作为电动机工作时, 控制电路 14 基于来自电压检测 电路 12 的检测结果接通 (ON)IGBT 102b 并且将来自电池 1 的能量存储在线圈 101 中。 0098 。

31、然后控制电路14断开(OFF)IGBT 102b且释放掉存储在线圈101中的能量。 此时, 连接到 IGBT 102a 和 102b 的线圈 101 的另一端具有比连接到低电压侧电容器 100 的一端 高的电势。 0099 换言之, 线圈 101 的另一端的电压高于电池 B1 的电压。因为 IGBT102a 和 102b 两 者均断开 (OFF), 所以伴随从线圈 101 释放能量的电流经由续流二极管 103a 流到高电压侧 电容器 104, 且高电压侧电容器 104 充电。 0100 随后, 重复执行类似的操作, 高电压侧电容器 104 的电压保持在预定电压处。 0101 另外, 控制电路 。

32、14 基于来自电压检测电路 12 的检测结果以预定定时接通 (ON) 和 断开 (OFF)IGBT 110a 至 110f, 将高电压侧电容器 104 中充电的 DC 电压变换为三相 AC 电 压, 且将该三相 AC 电压提供给电动发电机 MG1。 0102 当三相 AC 电压从逆变器电路 11 提供时, 电动发电机 MG1 作为电动机工作且产生 力矩。 0103 另一方面, 当电动发电机 MG1 作为发电机工作时, 逆变器电路 11 通过由续流二极 管 110a 至 110f 构成的整流电路将电动发电机 MG1 生成的三相 AC 电压变换为 DC 电压。 0104 然后高电压侧电容器 104。

33、 由变换的 DC 电压充电。 0105 控制电路 14 基于来自电压检测电路 12 的检测结果接通 (ON)IGBT102a, 并且将来 自高电压侧电容器 104 的能量存储在线圈 101 中。 0106 然后控制电路 14 断开 (OFF)IGBT 102a 并释放线圈 101 中存储的能量。此时, 连 接到低电压侧电容器 102 的线圈 101 的一端具有比连接到 IGBT 102a 和 102b 的另一端高 的电势。 0107 换言之, 线圈101的一端的电压低于高电压侧电容器104的电压。 因为IGBT 102a 和 102b 两者均断开 (OFF), 因此伴随从线圈 101 的能量的。

34、释放的电流经由续流二极管 103b 流到电池 B1, 且电池 B1 充电。 0108 随后, 重复执行类似的操作, 电池 B1 的电压保持在预定电压处。 0109 接下来, 将参照图 1 至图 3 描述电压检测电路的操作。这里, 图 3 是电压检测电路 和运算放大器的输入电压的电压波形图。 0110 当图 1 中示出的 IGBT 102a 和 102b 在 ON 和 OFF 之间切换时, 低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的正极端子和负极端子以地 GND 为基准的电压周期性地改变。 0111 如图 3 中所示, 高电压侧电容器 104 的正极端子的电压变为以地 GND 为基准的。

35、正 电压。 说 明 书 CN 102147427 A CN 102147429 A7/9 页 9 0112 低电压侧电容器100的正极端子的电压在以地GND为基准的正和负之间周期性地 改变。低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的负极端子的电压变为以地 GND 为基准 的负电压。 0113 如图 2 中所示, 电压由电阻器 120b 至 120e 以及 121b 至 121e 分割, 且输入到运算 放大器 120a 和 121a。 0114 每个电阻器 120c、 120e、 121c 和 121e 的一端连接至电压电路 123, 并向其施加以 地 GND 为基准的正电压。这里, 。

36、设置电阻器 120b 至 120e 和 121b 至 121e 的电阻值、 电压电 路 123 的电压, 以使得即使当输入到运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入 端子的电压改变、 或者换言之低电压侧电容器 100 和高电压侧电容器 104 的正极端子和负 极端子的电压改变时, 反相输入端子和正相输入端子的电压也不变成以地 GND 为基准的负 电压。 0115 因此, 如图 3 中所示, 运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子的 电压变为以地 GND 为基准的正电压。 0116 从而, 如图2中所示, 作为运算放大器120a和121a的负电源端子。

37、V-连接到地GND 而向正电源端子V+提供以地GND为基准的正电压的结果, 可以正常地放大输入端子之间的 电势差。 0117 接下来, 将描述以上的效果。根据第一实施例, 运算放大器 120a 和 121a 的反相输 入端子和正相输入端子偏置到以地 GND 为基准的正向侧。 0118 因此, 即使当输入到输入端子的电压是以地 GND 为基准的负电压, 输入端子的电 压也不变成以地 GND 为基准的负电压。 0119 因此, 作为运算放大器 120a 和 121a 的负电源端子 V- 连接到地 GND 而向正电源端 子 V+ 提供以地 GND 为基准的正电压的结果, 可以正常地放大输入端子之间的。

38、电势差。 0120 换言之, 可以仅使用提供以地 GND 为基准的正电压的电池 122 使运算放大器 120a 和 121a 工作。可以仅使用正电源使运算放大器 120a 和 121a 工作。 0121 结果, 在放大安装在车辆上的变换器电路10的低电压侧电容器100和高电压侧电 容器 104 的端子之间的电压并输出放大的电压的电压检测装置中, 不再需要用于使运算放 大器 120a 和 121a 工作的负电源, 从而可以降低成本。 0122 另外, 根据第一实施例, 设置分割低电压侧电容器100和高电压侧电容器104的端 电压的电阻器 120b 至 120e 以及 121b 至 121e 的电。

39、阻值、 以及电压电路 123 的电压, 以使得 即使当输入到运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子的电压改变时, 反 相输入端子和正相输入端子的电压也不变为以地 GND 为基准的负电压。 0123 因此, 可以确定无疑地仅使用正电源使运算放大器 120a 和 121a 工作。 0124 另外, 根据第一实施例, 设置电池 122 的电压、 电阻器 120f、 120g、 121f 和 121g 的 电阻值、 以及电压电路 123 的电压, 以使得电池 122 的电压高于如下电压 : 该电压是运算放 大器120a和121a的反相输入端子和正相输入端子之间的各个电势差乘以。

40、放大增益与电压 电路 123 的电压之和。 0125 因此, 运算放大器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子之间的各个电势 差可以按照放大增益确定无疑地放大并不饱和输出。 0126 根据第一实施例, 给出了如下示例 : 其中单独设置电压电路 123 作为向运算放大 说 明 书 CN 102147427 A CN 102147429 A8/9 页 10 器 120a 和 121a 的反相输入端子和正相输入端子施加以地 GND 为基准的正电压的电路。 0127 但是, 这不限于此。如果在电动发电机控制装置 1 中存在输出适当电压的电路, 则 可以使用该电路来施加以地 GND 为基。

41、准的正电压。结果, 可以简化配置。 0128 ( 第二实施例 ) 0129 接下来, 将描述电动发电机控制装置的第二实施例。根据第二实施例的电动发电 机控制装置是其中被提供以使构成电压检测电路的运算放大器工作的电压和施加到运算 放大器的反相输入端子和正相输入端子的电压的值改变的根据第一实施例的电动发电机 控制装置。 0130 将参照图 4 描述电压检测电路的配置。 0131 这里, 图 4 是根据第二实施例的电压检测电路的电路图。这里, 将描述作为与根据 第一实施例的电动发电机控制装置中不同的部分的电压检测电路。 除了那些需要描述的部 分以外, 将省略共同部分的描述。 0132 如图4中所示,。

42、 电压检测电路22包括低电压侧电压检测电路220、 高电压侧电压检 测电路 221、 电源电路 222 和电源电路 223( 电压电路和电源 )。 0133 低电压侧电压检测电路 220 包括运算放大器 220a 和电阻器 220b 至 220g。高电压 侧电压检测电路 221 包括运算放大器 221a 和电阻器 221b 至 221g。 0134 低电压侧电压检测电路220和高电压侧电压检测电路221具有与根据第一实施例 的低电压侧电压检测电路 120 和高电压侧电压检测电路 121 相同的配置。 0135 电源电路 222 是提供以地 GND 为基准的正电压以使设置在电动发电机中的、 检测。

43、 旋转角度的分解器工作的电路。 0136 电源电路222还提供以地GND为基准的正电压以使运算放大器220a和221a工作。 电源电路 222 输出 26V 的 DC 电压, 并且包括电池 222a 和升压电路 222b。 0137 电池 222a 是输出 12V 的 DC 电压的电源。电池 222a 的正极端子和负极端子连接 至升压电路 222b。 0138 另外, 负极端子连接至地 GND。具体地, 负极端子连接至车体。 0139 升压电路 222b 是将电池 222a 的输出电压升压至 26V 的 DC 电压并且输出该 26V DC 电压的电路。 0140 升压电路 222b 的两个输入。

44、端子分别连接至电池 222a 的正极端子和负极端子。 0141 另外, 负极端子连接至地 GND。 0142 具体地, 负极端子连接至车体。换言之, 负极端子经由地 GND 连接至运算放大器 220a 和 221a 的负电源端子 V-。 0143 另外, 正极端子连接至运算放大器 220a 和 221a 的正电源端子 V+。 0144 结果, 以地 GND 为基准的 26V 的正电压提供给运算放大器 220a 和 221a 的正极端 子。 0145 电源电路 223 是提供以地 GND 为基准的正电压以用于使控制电路工作的电路。 0146 电源电路 223 还向运算放大器 220a 和 221。

45、a 的反相输入端子和正相输入端子施加 以地 GND 为基准的正电压。 0147 电源电路 223 将电源电路 222 的电压变换至 5V 的较低的 DC 电压, 并且输出该 5V DC 电压。电源电路 223 的两个输入端子分别连接至电源电路 222 的正极端子和负极端子。 说 明 书 CN 102147427 A CN 102147429 A9/9 页 11 0148 另外, 负极端子连接至地 GND。具体地, 负极端子连接至车体。 0149 另外, 正极端子连接至各个电阻器220c、 220e、 220f、 221c、 221e和221f的一端。 结 果, 以地 GND 为基准的 5V 的。

46、正电压经由电阻器 220c、 220e、 220f、 221c、 221e 和 221f 施加到 运算放大器 220a 和 221a 的反相输入端子和正相输入端子。 0150 这里, 设置分割低电压侧电容器和高电压侧电容器的端电压的电阻器 220b 至 220e以及221b至221e的电阻值、 以及电源电路223的电压, 以使得即使当输入到运算放大 器220a和221a的反相输入端子和正相输入端子的电压改变时反相输入端子和正相输入端 子的电压也不变成以地 GND 为基准的负电压。 0151 操作与根据第一实施例的电压检测电路 12 的操作相同。因此, 将省略其描述。 0152 接下来, 将描述。

47、以上的效果。 根据第二实施例, 提供电压以使控制电路工作的电源 电路 223 用作向运算放大器 220a 和 221a 的反相输入端子和正相输入端子施加以地 GND 为 基准的正电压的电路。 0153 另外, 提供电压以使分解器工作的电源电路 222 用作提供以地 GND 为基准的正电 压以使运算放大器 220a 和 221a 工作的电路。因此, 可以简化配置, 从而进一步降低成本。 0154 根据第一和第二实施例, 给出了其中电压检测电路具有两个运算放大器的示例。 但是, 电压检测电路不限于此。 电压检测电路可以具有一个运算放大器、 或者三个或更多个 运算放大器。 说 明 书 CN 102147427 A CN 102147429 A1/4 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 102147427 A CN 102147429 A2/4 页 13 图 2 说 明 书 附 图 CN 102147427 A CN 102147429 A3/4 页 14 图 3 说 明 书 附 图 CN 102147427 A CN 102147429 A4/4 页 15 图 4 说 明 书 附 图 CN 102147427 A 。

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